TOS:以太坊分片设计简史：从Block到Blob_OPA

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来源： @protolambda推文

作者：Protolambda

从 “Block” 到 “Blob”，这其中涵义深刻。

带有 “crosslink” 的可执行的 “分片链” 被淘汰了：在信标链中实现 EVM；使用 “数据可用性采样” 的以 rollup 为中心的以太坊路线图，扩容以太坊基础层而无需增加应用环境的复杂性。但是，你如何在没有区块元数据的情况下调用分片内容呢？

好吧，这就是 “blob” 派上用场的地方。“Blobspace” 真是一个不错的叫法！

让我来分享一些以太坊分片设计的历史吧：

分片 (或 “阶段 1”) 按之前的计划应该是在 “阶段 2” (即信标链执行环境) 推出。但在 “阶段 0” (信标链启动) 之前，主网 EVM 具有优先权这一情况变得清晰，而 “阶段 2” 执行层 (ewasm?) 的推出遥遥无期。

“阶段 1” 的规范在信标链之前已经重写了多次：

2月以太坊域名服务ENS注册量创迄今最低月度记录:3月2日消息，据Dune Analytics数据显示，2月以太坊域名服务ENS注册量为40,480个（其中主域名为14018个），创下迄今为止最低单月注册量记录；2月新地址参与数量为19653个，同样达到月度最低记录。截至目前，ENS已创建域名总量达到2,790,254个（主域名490,388个），参与地址总量为661,713个。[2023/3/2 12:38:14]

更少的分片 (1024 -> 64)

借助理想的跨分片通信 (crosslinks) 实现自由骑行

新的托管证明设计 (去掉托管部分，转而采用罕见的故意证明丢失)

更别说更早期的分片研究工作了，实话说，那些研究都非常抽象以及雄心勃勃：跨域消息传递、带有 ewasm 的执行环境、动态访问的无状态性、分片委员会等等都让 L1 变得更加复杂。而 L1 已经开始僵化了。

但是，如果 L1 只专注于解决数据问题，那么上述提到的大多数问题都转化为 L2 的开发问题。而采样 (sampling) 正好解决了 L1 数据问题。如果我们可以在网络层支持额外的功能...会如何呢？

数据：通过Frax Finance推出的流动性质押产品质押的以太坊突破6万枚:1月16日消息，通过Frax Finance推出的流动性质押产品质押的以太坊已突破6万枚，当前共发行62168.1954枚frxETH。[2023/1/16 11:14:38]

因此在 2020 年 10 月 14 日，开发者就 ”阶段 1 的网络连接问题(networking)“ 进行了一次电话会议。讨论下来可以得出：gossipsub 热度很高 + DHTs 似乎很慢。但在当时，这些为时还早 —— 每一个网络开发者都还在忙着为信标链的发布做准备 (12 月 1 日！)，而且由于当时的最新情况，网络层存在很明显的偏向。

当时的偏向：

Gossipsub = 炙手可热，主网准备就绪 (除了一些 DoS 问题之外，没有多大问题了。并且这些问题也在主网启动之前发现/披露了)

Discv5 = 不完整，需要在主网启动前从5.0 -> 5.1进行实时网络迁移

(https://github.com/protolambda/discv5-catdog)

声音 | V神：对以太坊2.0非常有信心已掌握关于可扩展性的相关技术:在本周二的一个博客节目中，V神表示对以太坊2.0非常有信心，此外，已经掌握关于可扩展性版本的相关技术，网络旨在以“每秒数万笔交易”的速度运行。同时其表示，当以太坊2.0推出时，会采取这种多管齐下的策略，首先推出PoS（权益证明），运行一段时间后会做分片。分片将使区块链比任何当前的平台更快。不过，其仍然对人们是否会使用PoS表示担忧。在为期三个小时的录音期间，V神还详细表达了他对二次融资的热情。此外，V神还表示，从技术角度来看，Facebook的Libra和以太坊很相似。其解释称，Libra基层的隐私肯定做得很糟糕，不过他同情Facebook并未成功摆脱霸权，每个人都只是将Libra与“扎克伯格币”联系在一起。（decrypt）[2019/9/5]

但方向似乎很明确：减少 L1 复杂性，信标链已经够复杂了。只通过数据提高可扩展性，长期来看使用“数据可用性采样”方案，并拥抱 L2 扩容解决方案。因此 Vitalik 将其描述为《以 rollup 为中心的以太坊路线图》 (中文版)。

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然而，当实现者忙于信标链的发布时，研究人员已经忙于发布后的工作了：Vitalik/Dankrad 当时致力于一些早期的数据可用性设计草案，试图让实现者更加容易理解这些原理。

同时，我们启动了 Zinken、Toledo 和 Pyrmont 测试网 + 检查更多的启动事项 (检查漏洞等)。并且我们尝试跟上研究的进度，并开始针对网络层上的东西添加设计文档。就当时来说，关注这些问题还太早了，但 DAS (数据可用性采样) 实在太好了，没办法忽视。

动态 | Netta发现以太坊智能合约虚拟机重大漏洞覆盖80%虚拟机:11月9日讯，近日，Netta研究院表示，其和清华大学软件学院动态分析小组合作发现以太坊智能合约虚拟机（EVM）重大漏洞，目前该漏洞已被美国国家信息安全漏洞库CVE认证，并称这次漏洞远比“The DAO”事件要严重，如被利用，或将严重破坏整个以太坊经济模型，对全球运行多数公链造成冲击。据提供ID，经登录CVE官方网站确已查询到收录信息，但该漏洞描述显示“RESERVED”，漏洞被保密，并未披露具体细节。[2018/11/9]

基于 gossipsub 的一些东西，我确实写了一些想法，把它用于 DAS。事后看来，我现在倒认为 DHTs 比 Gossipsub 更加适合 DAS，也许除了初始分配。

当时我期望一些 DAS 的规范能够被实现和模拟。我想这是 “blob” 首次被提到？我们确实在 “分片数据 blob” 这样的上下文中使用过它，而且那时分片的规范中还没出现过这个词。

信标链发布之后，又有了更多的时间，然后我写了一个草案，在 Vitalik 和 Dankrad 写的采样规范草案中加入了更多 typing 和网络层的内容。将 blob 命名引入分片的规范 :)

2021 年一些事情发生了改变：为其设计的理想的 p2p 结构太复杂了，所以我转而尝试为它贡献工具 (go-kzg) 和参与早期的合并工作 (rayonism)。然后在夏天再次尝试加入分片的研究工作，而不是参与 Altair/London 升级的开发工作。

Blob 又出现了，这次它的结构更加 PBS 化 —— 聚合了 blob-构建者和 blob-提议者的 BLS 签名。但还是太复杂了：因此，分片设计的演进方向变得主要 “以信标提议者为中心”，这样设计使得其 “仅” 成为一个网络层的问题。

这在某种程度上就像是对分片的第五次设计？极简主义要舍弃掉很多东西，但结果确是美丽且强大的：更多的模块化设计、封装以及可选的复杂性。Rollup 引起了我的注意，尤其是 Optimism。

2022 年底，EIP 4488 (注意不要搞混了，不是 4844！) 和 4490 出现了：人们开始变得不耐烦，calldata 的成本必须快速降低以保持竞争力！伦敦升级之后的 All Core devs 上对这些话题的讨论也变得很热烈。但在我看来这是不可持续的，因为 calldata 带有 L2 不需要的传统开销。

同时，Vitalik 和 Dankrad 继续研究一些新的分片设计：更加以信标链为中心、只通过数据进行扩容、专注于采样方案。我觉得 “danksharding” 在 21 年底/22 年初真正公开出来？不是很确定第一个版本是哪个了，Dankrad 一直都在研究分片。

22 年初，Vitalik 提出了两种方法，我们可以在不使用采样的情况下，向完整的 danksharding 发展：简单版本和复杂版本。虽然在我看来，这其实就是 “重 EL (执行层)” 以及 “EL 和 CL 分离，更容易和未来兼容” 之间的区别。

我喜欢第二个方案，然后在 EthDenver 2022 期间，我们实现了 EIP-4844：我和 @lightclients 致力于 Geth；@asn_d6 帮助研发 KZG；@adietrichs 致力于费用市场的研究；并且都和 Vitalik/Dankrad 一起起草一份 EIP。Prysm 团队构建了首个 CL 原型。

现在 4844 被命名为 "proto-danksharding"：实现完整分片的前提条件。但是 “blobspace” 才是真正的模因：经过许多次分片的设计迭代之后，这是比任何其他分片设计都更接近达到以太坊愿景的一个版本。

对我来说，Serenity 这个阶段就是完成所有 PoS 和分片设计以及迭代更新的工作。我们已经在信标链以及类似于协议外 PBS 这些开发上获得一些进展，让我们在 PoS 方面有了一个不错的开始。我想现在是时候对分片进行首次升级了：4844！

还有一些对未来 danksharding 的热点：

L1 数据包含延迟对 L2 的影响被高估了。

为了获得更多数据可用性的带宽，值得权衡的设计空间。

Gossip 和 TCP DHTs 不好，UDP DHT 类的覆盖很好：这都是关于轻节点的计数 (什么时候进行 discv5 扩展？)

更多 danksharding 的热点：

采样很大程度上依赖于良好的对等节点，希望看到更多评分优先但健壮的设计。

宁愿选择轻量级的通信和更多的女巫，而不是缺乏 p2p 上的验证者隐私。

ZK 可以成为未来 p2p 抗女巫的技术，但现在来说似乎还远着。

ETH中文网

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